通過對空載損耗的分析,鐵芯的磁滯損耗和渦流損耗主要由硅鋼片制造商決定,,附加損耗由變壓器制造商決定,。鐵芯磁通密度是影響變壓器鐵芯空載損耗的重要參數(shù)。因此,,為了減少空載損耗,,在鐵芯有效截面不變的前提下,鐵芯各部分的磁通密度分布必須均勻,,鐵芯拐角處的局部磁通密度必須降低,。
1.交錯接縫改為三階接縫
由于變壓器鐵芯硅鋼片接縫之間存在間隙,磁通過接縫處的磁阻突然增大,,磁通不得不繞過接縫間隙,,通過片間進(jìn)入相鄰疊片,從而增加局部磁路,,增加片間的磁阻,,增加相鄰疊片的局部磁密度,增加空載損耗和勵磁容量,。
變壓器鐵芯接縫級數(shù)越多,,接縫區(qū)域的局部損耗越低,但局部損耗的減少幅度越小,,隨著接縫級數(shù)的增加,,鐵芯疊片的種數(shù)、硅鋼片剪切和鐵芯疊加過程中鐵芯疊加過程的難度會增加,。
實際上,,考慮到等級的增加,硅鋼片的剪切和鐵芯的疊加時間相應(yīng)增加,,疊加工藝變差,。考慮到如果采用三級接縫,,選擇合適的片狀,,芯柱只增加一個片狀,工藝復(fù)雜度略有增加,磁性能明顯提高,。鐵芯三級接縫由三種類型的疊片輪流疊加,。根據(jù)冶金電修企業(yè)的工藝水平和接縫處磁性能數(shù)據(jù),采用三級接縫是改善交錯接縫鐵芯的理想選擇,。
以S9-800/10和S9-1000/10電力變壓器為例,,同一變壓器采用相同的設(shè)計方案、結(jié)構(gòu)和材料,,鐵芯采用不同的搭接方式,,其中800kVA4采用三級接縫,1000kVA2采用三級接縫,。
通過測試數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論,,在鐵芯柱截面不變的情況下,三級接縫的空載損耗平均比交錯接縫減少7%~8%左右,。三級接縫只是芯柱的一種片狀,,硅鋼片的剪切和鐵芯的疊加時間略有增加,但效果顯著,。
2.降低鐵芯搭接寬度和空載損耗
在鐵芯疊片的拐角處,,芯片與橫軛接縫區(qū)的搭接寬度對變壓器的空載性能有一定的影響。搭接面積大,,磁通過面積相應(yīng)增加,,導(dǎo)致空載損耗增加,。根據(jù)鐵芯模型試驗,,搭接面積每增加1%,45°接縫的空載損耗將增加0.3%,。為了減少空載損耗,,必須在滿足機(jī)械強(qiáng)度的前提下,選擇空載損耗和機(jī)械強(qiáng)度是最佳的搭接面積,。
改變鐵芯疊片的塔接面積,,減小鐵芯中部分三角孔的大小,降低三角孔的局部磁通密度,,減少變壓器的空載損失,。本公司配電變壓器原鐵芯片出角為10mm,現(xiàn)已改為5mm,,達(dá)到一定的降耗效果,。鐵芯疊片的出角由10毫米改為5毫米,增加了鐵芯拐角三角空穴的截面積,,必然會降低三角空穴的局部磁通密度,。
合理選擇鐵芯片寬度,減少鐵芯角重,,減少鐵芯材料,,減少空載損耗,。
鐵芯的空載損耗與鐵芯的單位鐵損耗和鐵芯的重量有關(guān),鐵芯的角重是鐵芯重量的一部分,,因此鐵芯的角重不僅影響變壓器的成本,,而且直接影響變壓器的空載損耗。
探討鐵芯片寬度選擇和鐵芯角重變化規(guī)律的前提是:
鐵芯的等級必須相等,。
鐵芯直徑為D,,鐵芯主級片寬按D減5mm或10mm選擇片形組合。鐵芯的鐵芯直徑由不同級別的片寬和疊厚組成,,兩個鐵芯的最大差值控制在+0.3mm以下,,即繞組套裝不能因為鐵芯直徑超差而受到影響。
理論上,,不同片形鐵芯的有效截面積相等,。
這樣做的目的是確保選擇相同的磁通密度,從而獲得相同的單位鐵損傷,。
鐵芯柱截面的片寬和疊厚必須與鐵芯軛截面一致,。
在設(shè)計過程中,在確定合適的鐵芯直徑后,,選擇主鐵芯的片寬時,,建議選擇片寬D減10mm的效果優(yōu)于D減5mm。其優(yōu)點(diǎn)是:
各級片寬逐級遞減,;
在保證鐵芯有效截面積相等的情況下,,減少了鐵芯的角重;
鐵芯高度降低10mm,,油箱整體高度降低10mm,,變壓器材料也節(jié)省。
鐵芯采用多級接頭,,可以減少變壓器鐵芯的空載損耗,,根據(jù)實際生產(chǎn)情況采用接頭級數(shù)??紤]到變壓器片型,、工時和性能,一般采用三級接頭,。
減少鐵芯搭接面積,,可減少鐵芯空載損耗。搭接面積的大小可根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)確定,。
合理選擇鐵芯片寬度,,減少鐵芯角重,減少鐵芯材料,減少空載損耗,。鐵芯直徑確定后,,主級片寬比直徑小10mm的效果優(yōu)于比直徑小5mm的效果。
除上述三個方面外,,在鐵芯的生產(chǎn)過程中,,鐵芯片的毛刺大小、起重過程中硅鋼片的彎曲程度,、碰撞程度,、鐵芯片的夾緊程度都會影響變壓器的空載損失,這些情況不容忽視,。
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